A story to share together
La striscia della Terra nel corridoio e il magma dell'Erciyes
A Kayseri, Defne e Kerem, studenti di prima media, srotolano lungo il corridoio della scuola una striscia in scala con gli strati della Terra. Quando la striscia mostra quanto sia sottile la crosta e quanto spesso e solido sia il mantello, scoprono da soli, con esperimenti con ghiaccio e acqua calda, dove si forma il magma e perché sale.
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Dalla finestra della classe di Defne si scorgeva l'imponente vetta del Monte Erciyes. Durante la lezione di scienze stavano studiando gli strati della Terra e Kerem, il suo compagno di banco, durante l'intervallo espose con entusiasmo una teoria. «Secondo me, sotto l'Erciyes c'è un tubo pieno di fuoco che scende dritto fino al centro della Terra», disse. Defne non aveva mai pensato a quanto potesse essere lungo quel tubo e aggrottò le sopracciglia incuriosita. La mattina dopo arrivò a scuola con un enorme rotolo di carta sotto il braccio e un metro a nastro.
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Defne sapeva che il raggio della Terra è di circa seimilaquattrocento chilometri. Decise che sulla carta ogni centimetro avrebbe rappresentato dieci chilometri, così la striscia sarebbe stata lunga seicentoquaranta centimetri. Kerem srotolò la carta lungo il corridoio e ne misurò la lunghezza con il metro a nastro. Defne segnò poi gli strati con colori diversi. Il mantello occupava duecentonovanta centimetri, il nucleo esterno liquido duecentoventicinque, e il nucleo interno solido centoventidue centimetri.
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All'inizio della striscia, la crosta era solo una linea sottile di tre centimetri e mezzo, perché sotto i continenti la crosta ha uno spessore di circa trentacinque chilometri. Kerem camminò dall'inizio della striscia fino al centro, facendo più di dieci passi. Nel frattempo, Defne osservò il mappamondo di polistirolo della classe: la maggior parte degli spilli rossi che indicavano i vulcani era allineata lungo le linee di frattura dove le placche si incontrano. Inoltre, il mantello non era fuso, ma roccia solida che scorre di pochi centimetri all'anno. «Il tuo tubo dovrebbe attraversare duecentonovanta centimetri di roccia solida del mantello», disse Defne.
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Ma come faceva la roccia solida a fondersi ai bordi delle placche? Defne aveva letto che quando una placca oceanica sprofonda sotto un'altra placca, trascina con sé l'acqua di mare nelle profondità. Forse l'acqua permetteva alla roccia calda di fondersi a una temperatura più bassa. Portare in classe della vera roccia del mantello era impossibile, così Defne ideò un esperimento di simulazione. Chiese alla mensa due cubetti di ghiaccio presi dallo stesso contenitore, due piattini e un pizzico di sale.
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Defne mise i cubetti di ghiaccio su due piattini separati e cosparse di sale solo quello di sinistra. In questo esperimento, il ghiaccio rappresentava la roccia del mantello e il sale l'acqua trasportata dalla placca che sprofondava. Dieci minuti dopo, attorno al cubetto salato si era formata un'ampia pozza d'acqua, mentre l'altro cubetto era quasi asciutto. «Il sale ha abbassato il punto di fusione del ghiaccio!», disse Kerem emozionato. «L'acqua deve abbassare il punto di fusione della roccia calda in modo del tutto simile.»
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La domanda successiva era perché il magma risalisse attraversando chilometri di roccia. Kerem riempì fino all'orlo un grande barattolo di vetro con acqua a temperatura ambiente. Defne mise dell'acqua fredda di frigorifero in una boccetta, vi fece cadere delle gocce di colorante alimentare rosso e calò la boccetta aperta sul fondo del barattolo con uno spago. Invece di salire, l'acqua rossa si allargò sul fondo come un tappeto e rimase lì. «L'acqua fredda è più densa, per questo resta in basso», disse Defne stringendo le labbra.
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Defne svuotò la boccetta e questa volta la riempì con acqua calda del rubinetto, aggiungendo due gocce di colorante. Non appena la boccetta toccò il fondo, una colonna rossa salì a spirale espandendosi sulla superficie dell'acqua. L'acqua quando si scalda si dilata leggermente, cioè occupa più spazio rispetto alla stessa quantità di acqua fredda. Per questo è meno densa e sale verso l'alto. Anche il magma, essendo meno denso della roccia solida che lo circonda, risale lentamente verso l'alto.
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I primi venti centimetri della striscia mostravano i duecento chilometri più superficiali della Terra ed erano troppo piccoli per disegnarvi i dettagli. Perciò decisero di disegnare quella parte su un grande cartellone come un ingrandimento. Defne dipinse una placca oceanica che scivolava obliquamente sotto un continente. A circa cento chilometri di profondità, proprio sopra la placca che sprofondava, posizionò una sacca di magma rossa. Kerem disegnò poi una frattura che saliva da lì e una camera magmatica.
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Defne sapeva che montagne ripide come l'Erciyes non crescono con una sola eruzione, ma con strati di lava e cenere accumulati nell'arco di centinaia di migliaia di anni. Sul cartellone alternò sottili strati di argilla grigia con strisce di argilla rossa, creando un cono appuntito. Sull'altra estremità del cartellone, Kerem aggiunse un fondale oceanico dove due placche oceaniche si allontanavano lentamente l'una dall'altra. Lì, la roccia del mantello che risaliva dalle profondità si fondeva parzialmente perché la pressione sopra di essa diminuiva.
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Il giorno della presentazione, i compagni di classe camminarono lungo la striscia nel corridoio partendo dalla sottile linea della crosta fino alla parte dorata al centro. Qualcuno appoggiò due dita sulla crosta e rise per la sorpresa nel vedere che quello strato era spesso solo due dita. Kerem calò ancora una volta la boccetta con l'acqua calda rossa sul fondo del barattolo. Defne indicò prima la colonna rossa che saliva. Poi fece scorrere lentamente il dito dalla sacca di magma sul cartellone verso l'imponente vetta dell'Erciyes che brillava fuori dalla finestra.
